JP3196788U - 効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的電力利用を可能とするボード実装型並列回路構造を提供する。【解決手段】ボード実装型並列回路構造は、第一基板１０、第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１を有する。第一及び第二定電圧層は、２つの電源接続点１１１、２１１を経由して電力供給装置４０に接続される。第一定電圧層は、少なくとも１つの絶縁域１２を有する。各絶縁域の中には発光ユニット３０が配設されている。発光ユニットの一方の電極は、第一定電圧層に接続され、他方の電極は導線を経由して第二定電圧層に接続される。電力供給装置が第一定電圧層に低電圧を出力すると、第一定電圧層上のいたるところで抵抗値が同じになる。発光ユニットの照明効率は、発光ユニットと電源接続点との間の距離に影響を受けず、有効な電力利用が確保できる。【選択図】図１

Description

本考案は、並列回路構造に関し、より具体的には、効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造に関する。

照明用における標準的な回路構造に付随するのは殆ど、単一基板の回路構造である。この回路構造は通常、単一基板上に加工される。このような回路構造によると、単一基板の正及び負の電源端子がすべて同一平面上に形成されることから、測定点から正又は負の端子までの距離の長短により、配線における位置ごとに電圧が変動する。測定点が電源から遠く離れるほど、その点で測定される抵抗値は高い。回路構造上のある測定点に対する抵抗値が増加するにつれ、その測定点に対する派生電圧降下も増加してＬＥＤ（発光ダイオード）などの照明モジュールの輝度低下、及び電力利用効率の悪化が引き起こされる。

照明用の従来型の駆動回路には、並列回路、直列回路及び複合回路が含まれる。照明駆動回路用の従来の並列回路（図３を参照）は、電力供給装置の正極と負極との間に直列に接続され、且つ互いに並列に接続される複数の発光モジュールを有している。各発光モジュールは、発光ダイオード（ＬＥＤ）９１とレジスタＲとを含む回路ループで構成される。図４に、複数の直列回路及び複合回路を示す。この直列回路は、互いに直列に接続される複数のＬＥＤ９１を含む。この複合回路は、互いに並列に接続される複数の直列回路を接続することによって形成され、且つ電力供給装置の正極と負極との間に接続される。

従来のＡＣ（交流）で駆動されるＬＥＤ回路は、全波整流器、補償モジュール、ＬＥＤモジュール、及び照明効率増強モジュールを含む。全波整流器は、フルブリッジの形態で配列されて２つの出力端子を備える少なくとも４つのＬＥＤユニットを有する。補償モジュールは、各ＬＥＤユニットの２つの（受電）端子の間に並列に接続される４つの補償コンデンサを有している。ＬＥＤモジュールは、全波整流器の２つの出力端子に接続され、且つ互いに直列に接続される複数のＬＥＤを有するＬＥＤストリングを含む。照明効率増強モジュールは、ＬＥＤモジュールの２つの（受電）端子の間に並列に接続される少なくとも１つのコンデンサを含む。

以上の技術からわかるように、単一基板上の配線長は、確かに照明輝度及び電力利用効率に影響を及ぼし、且つ電流を限定するよう並列回路の各発光モジュールは、レジスタＲに並列に接続されなければならない。しかしながら、並列回路の欠点として、高コスト及び高作動電圧に起因する加熱の問題がある。直列回路及び複合回路には、全てのＬＥＤが同じ輝度となるよう、電圧をブースト（昇圧）する必要もあり、従ってより多くの電力が消費される。とりわけ、ＬＥＤ９１のうちの１つが破損して開回路が生じる場合、同じＬＥＤストリング内の他の全てのＬＥＤ９１が動作不能となる。補償モジュール及び効率増強モジュールを使用して輝度を高め、効率的に電力を利用し、且つＬＥＤ損傷のリスクを低減することは可能であるが、付加的な補償モジュール及び照明効率増強モジュールを用いると高コストとなり、このため関連産業の製造業者が費用対効果を確保できなくなる。

本考案の目的は、必要な電子部品の減少、生産コストの低減、及び有効な電力利用を目的として、１以上の基板の異なる表面上への安定した照明効率を有する回路の形成を指向し、効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本考案に係る効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造は、第一基板、第二定電圧層、及び少なくとも１つの発光ユニットを有する。

第一基板は、第一定電圧層を有する。第一定電圧層は、第一電源接続点、及び少なくとも１つの絶縁域を有する。

第一電源接続点は、第一定電圧層の１つの縁部に形成される。

少なくとも１つの絶縁域は、第一定電圧層の表面に形成される。

第二定電圧層は、この第二定電圧層の１つの縁部に形成される第二電源接続点を有する。

少なくとも１つの発光ユニットは、各々対応する絶縁域内に配設され、正端子及び負端子を有している。発光ユニットの正端子及び負端子のうちの一方は第一定電圧層に電気的に接続され、且つ発光ユニットの正端子及び負端子の他方は第二定電圧層に電気的に接続される。

当該回路構造では、第一基板は第一定電圧層を有している。また、第一定電圧層は、１つの縁部に形成される第一電源接続点を有している。さらに、第二定電圧層は、１つの縁部に形成される第二電源接続点を有している。第一定電圧層及び第二定電圧層は、第一及び第二の電源接続点を経由して電力供給装置に接続可能とされている。第一定電圧層は、表面に少なくとも１つの絶縁域が形成され、且つ各絶縁域の中には発光ユニットが配設され、その発光ユニットの正端子及び負端子のうちの１つは第一定電圧層に電気的に接続されており、且つその正端子及び負端子のうちの他方は第二定電圧層に電気的に接続されている。当該電力供給装置が第一基板の第一定電圧層に低電圧を出力すると、第一定電圧層上のいたるところで抵抗値が同じになる。よって、発光ユニットと第一電源接続点との間の距離の長短にかかわらず、電力供給装置が少なくとも１つの発光ユニットを駆動し、少なくとも１つの発光ユニットの安定した照明効率を維持する状態は影響を受けることがなく、これにより有効な電力利用が確保される。

本考案の他の目的、利点及び新規の特徴は、添付の図面を併せて参照すれば以下の詳細な説明から更に明らかになるはずである。

本考案の第一実施形態に係る効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造を示す回路図である。 本考案の第二実施形態に係る効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造を示す回路図である。 従来の照明駆動回路を示す回路図である。 従来の他の照明駆動回路を示す回路図である。

図１を参照すると、本考案の第一実施形態に係る効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造は、第一基板と、第二基板と、少なくとも１つの発光ユニット３０と、電力供給装置４０とを有する。この電力供給装置４０は、正の出力端子と、負の出力端子とを有する。

上記第一基板は、第一表面を有する第一基板本体１０と、第一定電圧層１１と、第一電源接続点１１１とを有する。第一定電圧層１１は、第一基板本体１０の第一表面上に配設される。第一電源接続点１１１は、第一定電圧層１１の表面且つ第一定電圧層１１の１つの縁部に形成され、換言すると第一定電圧層１１の１つの側縁に近い点上に形成される。第二基板は、第二表面を有する第二基板本体２０と、第二定電圧層２１と、第二電源接続点２１１とを有する。第二定電圧層２１は、第二基板本体２０の第二表面上に配設される。第二電源接続点２１１は、第二定電圧層２１の表面且つ第二定電圧層２１の１つの縁部に形成され、換言すると第二定電圧層２１の１つの側縁に近い点上に形成される。第一定電圧層１１は、第一電源接続点１１１及び第二電源接続点２１１を経由して、電力供給装置４０の正の出力端子及び負の出力端子に接続される。第二定電圧層２１は、第二電源接続点２１１を経由して電力供給装置４０の負の出力端子に接続される。本実施形態において、第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１の各々は、金属コーティングの層によって形成される。

第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１は、単一基板本体の２つの反対側の表面に配設することも可能であることは、注意されるべきである。本実施形態において、第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１は、それぞれ第一基板本体１０及び第二基板本体２０上に配設されるが、第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１の装備は、２つの基板本体上への配設に限定されない。

上記第一基板の第一定電圧層１１は、少なくとも１つの絶縁域１２を有する。少なくとも１つの絶縁域１２の各々には、少なくとも１つの発光ユニット３０が対応して配設される。少なくとも１つの発光ユニット３０の各々は、互いに反対側に正端子及び負端子を有する。発光ダイオード３０の正端子と負端子は、第一定電圧層１１と第二定電圧層２１にそれぞれ電気的に接続される。

第一定電圧層１１の第一電源接続点１１１は、電力供給装置４０の正の出力端子に接続される。第二定電圧層２１の第二電源接続点２１１は、電力供給装置４０の負の出力端子に接続される。少なくとも１つの発光ユニット３０の各々の正端子及び負端子は、回路ループの正極及び負極が上記第一基板及び第二基板の２つの異なる表面上にそれぞれ位置し、且つ第一定電圧層１１（絶縁域１２内を除く）上のいたるとことで抵抗値がおよそ同じになるように、第一定電圧層１１及び第二定電圧層１２にそれぞれ、電気的に接続される。よって、少なくとも１つの発光ユニット３０の各々と第一電源接続点１１１との間の距離の長短にかかわらず、電力供給装置４０から供給される電力、及び発光ユニット３０の照明効率は同レベルが維持され、これにより有効な電力利用の目的が成し遂げられる。

本実施形態において、上記第一基板の第一定電圧層１１は複数の絶縁域１２を有する。各絶縁域１２には、発光ユニット３０が配設されている。各発光ユニット３０の負端子は、導線を経由して第二定電圧層２１に電気的に接続される。上記第一基板及び第二基板は長方形且つシート状であり、そして上記第一基板及び第二基板の各々は、２つの平行な第一長辺と、２つの平行な第一短辺とを有している。複数の絶縁域１２は、第一定電圧層１１表面において上記第一長辺に沿う方向に列状に形成され、且つ間隙により互いに離間している。各発光ユニット３０は対応する絶縁域１２の中に配設されている。また、絶縁域１２は、長方形であり、そして２つの平行な第二長辺と、２つの平行な第二短辺とを有している。発光ユニット３０の正端子は、対応する絶縁域１２の２つの第二短辺のうちの１つに設けられ、且つ上記第一基板の第一定電圧層１１に電気的に接続される。発光ユニット３０の負端子は、対応する絶縁域１２内の他の第二短辺に隣接する位置に設けられ、対応する導線を経由して上記第二基板の第二定電圧層２１に電気的に接続される。絶縁域１２の各々１つの中には更に、導電層１２１が形成されていてもよい。導電層１２１は、発光ユニット３０の負端子と、この絶縁域１２の他の第二短辺との間に位置し、且つ発光ユニット３０の負端子と導線との間で電気的に接続される。導電層１２１は円形であり、対応する導線を経由して第二定電圧層２１及び発光ユニット３０の電気伝導率を増加するのに役立つ。導電層１２１は、金属コーティングの層であってもよい。各発光ユニット３０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）ユニットであってよく、これはシングルコアＬＥＤ、デュアルコアＬＥＤ又はマルチコアＬＥＤであってよい。

図２を参照すると、本考案の第二実施形態に係る効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造は、第一基板及び第二基板の大きさ、絶縁域１２の位置、数及び配置、並びに発光ユニット３０の数以外は、上記第一実施形態と実質的に同じである。第二実施形態においては、上記第一基板により多くの絶縁域１２を形成し、これらの絶縁域１２内により多くの発光ユニット３０を配設すべく、上記第一実施形態よりも上記第一基板及び第二基板の面積は大きく、そして第一長辺及び第一短辺、並びに第二長辺及び第二短辺が共に長くなっている。つまり、上記第一基板の長辺及び短辺に沿う方向に上記第一基板の面積が広くなっており、且つ上記第二基板の長辺及び短辺に沿う方向に上記第二基板の面積が広くなっている。全絶縁域１２は、上記第一短辺に沿った複数の列として上記第一基板に配置され、そして間隙によって互いに離間している。全絶縁域１２は、上記第一基板の第一定電圧層１１表面にＭ×Ｎアレイの形態で形成され、各発光ユニット３０は、それら絶縁域１２の１つの中に配設されており、これがＭ×Ｎアレイの一要素に属する。

要約すると、第一基板本体１０及び第二基板本体２０の上にはそれぞれ、第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１が配設され、第一定電圧層１１はその１つの縁部に第一電源接続点１１１を有し、第二定電圧層２１はその１つの縁部に第二電源接続点２１１を有しており、この第一電源接続点１１１及び第二電源接続点２１１は電力供給装置４０に接続されている。第一定電圧層１１には、少なくとも１つの絶縁域１２、又は絶縁域１２のＭ×Ｎアレイが形成されており、対応する絶縁域１２の中に各発光ユニット３０が配設されている。各発光ユニット３０の正端子及び負端子はそれぞれ、第一定電圧層１１及び第二定電圧層２１に電気的に接続されている。電力供給装置４０が２．５〜３．５Ｖｆ（順（方向）電圧）などの低電圧をシングルコアＬＥＤに対して出力して、上記少なくとも１つの発光ユニット３０を駆動する場合、第一定電圧層１１（絶縁域１２内を除く）上のいたるとことで抵抗値は概ね同じであるので、少なくとも１つの発光ユニット３０が第一電源接続点１１１からいかに遠くに位置しても、上記第一基板上の少なくとも１つの発光ユニット３０にわたって電圧降下の有意差は生じない。従って、少なくとも１つの発光ユニット３０は、電圧（Ｖｆ）、電流（順電流（順方向電流））及びワット数（Ｗ）に関してほぼ同じ電力を消費して追加のモジュール又は電子エレメントを必要とすることなく同じ照明効率をもたらし、これにより電力利用効率の増強という目的が実際に成し遂げられる。

本考案の多くの特徴及び利点を、本考案の構造及び機能の詳細と共に上記説明で述べているが、本開示は例示にすぎない。添付した実用新案登録請求の範囲で表される用語の一般的な広義により示される充分な程度まで、本考案の原則に従って、とりわけ、形状、大きさ、及び部品の配置につき、詳細に変更を加えてもよい。

１０ 第一基板本体
１１ 第一定電圧層
１２ 絶縁域
２０ 第二基板本体
２１ 第二定電圧層
３０ 発光ユニット
４０ 電力供給装置
９１ ＬＥＤ（発光ダイオード）
１１１ 第一電源接続点
１２１ 導電層
２１１ 第二電源接続点

Claims (11)

1. 効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造であって、
   第一定電圧層を有する第一基板、
   第二電源接続点を有する第二定電圧層、及び
   少なくとも１つの発光ユニットを含み、
   上記第一定電圧層は、１つの縁部に形成される第一電源接続点、及び表面に形成される少なくとも１つの絶縁域を有し、
   上記第二電源接続点は、この第二定電圧層の１つの縁部に形成され、
   上記少なくとも１つの発光ユニットは、各々対応する絶縁域内に配設され、正端子及び負端子を有しており、この発光ユニットの正端子及び負端子のうち一方は第一定電圧層に電気的に接続され、且つこの発光ユニットの正端子及び負端子の他方は第二定電圧層に電気的に接続される効率的電力利用を伴うボード実装型並列回路構造。
2. 上記少なくとも１つの発光ユニットの各々１つの負端子が、導線を経由して上記第二定電圧層に電気的に接続される請求項１に記載のボード実装型並列回路構造。
3. 上記少なくとも１つの絶縁域の各々１つの中に、更に導電層が形成され、上記発光ユニットの負端子と導線との間で電気的に接続される請求項２に記載のボード実装型並列回路構造。
4. 電力供給装置をさらに有し、この電力供給装置は、正の出力端子及び負の出力端子を有し、上記第一定電圧層は第一電源接続点を経由して、電力供給装置の正の出力端子に電気的に接続され、且つ上記第二定電圧層は第二電源接続点を経由して電力供給装置の負の出力端子に電気的に接続される請求項３に記載のボード実装型並列回路構造。
5. 上記第一基板が長方形であり、２つの長辺と２つの短辺とを有し、
   上記第一定電圧層表面の上記長辺に沿う方向に複数の絶縁域が形成されており、各絶縁域の中には対応する発光ユニットが配設されている請求項４に記載のボード実装型並列回路構造。
6. 上記第一基板の長辺及び短辺に沿って複数の絶縁域が配置されて絶縁域のアレイを形成し、この絶縁域のアレイの各絶縁域の中に対応する発光ユニットが配設されるよう、上記第一基板の長辺及び短辺に沿う方向に第一基板の面積が広くなっている請求項５に記載のボード実装型並列回路構造。
7. 上記電力供給装置が低電圧を出力して複数の発光ユニットを駆動すると、第一基板の複数の発光ユニットにわたって同じ電圧降下がもたらされ、第一定電圧層上のいたるところの抵抗値が同じになる請求項４、請求項５又は請求項６に記載のボード実装型並列回路構造。
8. 上記第一定電圧層、上記第二定電圧層、及び各絶縁域中の上記導電層の各々が、金属コーティングの層によって形成される請求項７に記載のボード実装型並列回路構造。
9. 各発光ユニットがＬＥＤ（発光ダイオード）ユニットであり、このＬＥＤユニットがシングルコアＬＥＤ、デュアルコアＬＥＤ及びマルチコアＬＥＤのうちの１つである請求項８に記載のボード実装型並列回路構造。
10. ２つの長辺及び２つの短辺を有する第二基板をさらに含み、上記第二定電圧層がこの第二基板に形成される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のボード実装型並列回路構造。
11. ２つの長辺及び２つの短辺を有する第二基板をさらに含み、この第二基板の長辺及び短辺に沿う方向に第二基板の面積が広くなっており、上記第二定電圧層がこの第二基板に形成される請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のボード実装型並列回路構造。

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